第一单元 第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者（复习讲义）-【优学精研】2026年高考生物一轮总复习学用word

该高中生物学讲义围绕蛋白质的结构与功能这一高考核心考点，按氨基酸组成、肽链形成、空间结构到功能多样性的逻辑层次梳理知识，通过考点精讲、计算规律总结、真题演练等环节，帮助学生构建结构与功能观，突破蛋白质相关难点，体现复习的系统性和针对性。 资料融合生命观念与科学思维，如用胰岛素调节、血红蛋白运输等实例归纳蛋白质功能，对比链状与环状肽计算规律培养逻辑分析能力。设置教材拾遗与分层练习，配合2023-2025年高考真题训练，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供实用指导。

第3讲　蛋白质是生命活动的主要承担者 课程标准 　　阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及肽链形成的空间结构等，细胞的功能主要由蛋白质完成。 考点一　蛋白质的结构和功能 1.组成蛋白质的氨基酸 2.蛋白质的合成 （1）多肽的形成过程 ①肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为　　　　。二肽　　　　多肽。 ②H2O中各元素的来源：H来自　　　　　　　　　，O来自　　　　　　。 ③一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的　　　　；其余的氨基（或羧基）在　　　　上。 提醒 氨基酸脱水缩合的场所为细胞质中的核糖体。 （2）蛋白质的结构层次（以血红蛋白为例） 提醒 蛋白质中的氢键、二硫键及蛋白质的活性 ①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。 ②有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。 ③通常核糖体上合成的多肽没有生物活性，需要经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，才能发挥作用。 3.蛋白质结构多样性与功能多样性 【教材拾遗】 （必修1 P32与社会的联系）高温、酸、碱等处理会使蛋白质空间结构破坏，功能与活性丧失，但肽键不会断裂。高温使蛋白质空间结构松散、伸展，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 1.（必修1 P29正文）人体中组成蛋白质的氨基酸共有20种。（　　） 2.（必修1 P29正文）组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同。（　　） 3.（必修1 P30正文）脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几肽。（　　） 4.（必修1 P30正文）组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。（　　） 5.（必修1 P32与社会的联系）蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应。（　　） 1.（2025·江苏扬州高三月考）蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能相适应。下列蛋白质与其功能对应正确的是（　　） A.胰岛素与调节 B.血红蛋白与催化 C.酶与免疫 D.抗体与运输 题后归纳 几种常考蛋白质的分布和功能 2.（2024·江西宜春三模）大肠杆菌细胞中苏氨酸在L-苏氨酸脱氨酶的催化下生成α-酮丁酸，α-酮丁酸经一系列酶促反应生成异亮氨酸，异亮氨酸浓度高时与L-苏氨酸脱氨酶结合改变其空间构象，下列说法正确的是（　　） A.异亮氨酸对于大肠杆菌来说属于非必需氨基酸 B.在培养基中添加苏氨酸能提高L-苏氨酸脱氨酶的活性 C.苏氨酸在大肠杆菌细胞内的主要作用是合成异亮氨酸 D.提高L-苏氨酸脱氨酶的活性能缓解大肠杆菌合成异亮氨酸障碍 3.（2023·湖北高考2题）球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（　　） A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂 B.球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇 C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏 考点二　有关蛋白质结构的计算规律 依据蛋白质的结构进行相关计算 1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 （1）肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 （2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18（不考虑形成二硫键）。 （3）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，则： 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽（蛋白质）的 相对分子质量 1条 n n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 an－18×（n－1） m条 n n－m n－m 至少 m个 至少 m个 an－18×（n－m） 提醒 ①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同，即肽键的数目＝脱去的水分子的数目＝氨基酸的数目。 ②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。 2.蛋白质中游离氨基或羧基的计算 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示： （1）至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 （2）游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 提醒 环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 1.如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述错误的是（　　） A.C链的切除需要消耗2分子的水 B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基 C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共有81个羧基 D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键 2.如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键（两个—SH形成—S—S—）相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列说法错误的是（　　） A.该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基 B.该蛋白质分子至少含有氧原子67个 C.该蛋白质分子含有肽键65个 D.该蛋白质的相对分子质量为67a－1 174 利用原子守恒计算肽链中原子数 链状多肽中各原子数的计算 （1）碳原子数＝氨基酸的个数×2＋R基上的碳原子数。 （2）氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 （3）氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 （4）氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 （5）R基中含氮数＝氮原子数－肽键数－肽链数。 （6）R基中含氧数＝氧原子数－肽键数－2×肽链数。 3.（2025·辽宁丹东高三期中）有一条多肽链由14个氨基酸组成，分子式为CaHbOxNyS（y＞14），这条多肽链经过水解后的产物中有4种氨基酸：半胱氨酸（C3H7O2NS）、丙氨酸（C3H7O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、赖氨酸（C6H14O2N2）。水解产物中赖氨酸的数目是（　　） A.（（x＋13）/2）个 B.[（y－72）/7]个 C.[（a＋13）/2]个 D.[（b－72）/7]个 4.如图表示对某蛋白质分子结构中相关数据的统计结果，据此分析，下列表述错误的是（　　） A.与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋白质少了124个氧原子 B.该蛋白质的组成元素一定只有C、H、O、N C.参与合成该蛋白质的氨基酸共有羧基141个 D.该蛋白质水解为氨基酸时，相对分子质量共增加2 232 1.（2024·黑吉辽高考1题）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2＋。下列叙述错误的是（　　） A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2＋是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2＋后，空间结构可能发生变化 溯源教材 （1）核糖体是“生产蛋白质的机器”。（见必修1 P49图3－6） （2）氨基酸是组成蛋白质的基本单位。（见必修1 P29正文） （3）肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。（见必修1 P30正文） 2.（2023·海南高考2题）科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是（　　） A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D.高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性 溯源教材 （1）蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。（见必修1 P18探究·实践） （2）高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。（见必修1 P32与社会的联系） 3.（2023·江苏高考3题）细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是（　　） A.仅由C、H、O、N四种元素组成 B.是一种能催化ATP合成的蛋白质 C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体 D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据 4.（2022·湖北高考17题）人体中血红蛋白构型主要有T型和R型，其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍，内、外因素的改变会导致血红蛋白—氧亲和力发生变化，如：血液pH升高，温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下，不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如下图实线所示（血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关）。下列叙述正确的是（　　） A.体温升高时，血红蛋白由R型向T型转变，实线向虚线2方向偏移 B.在肾脏毛细血管处，血红蛋白由R型向T型转变，实线向虚线1方向偏移 C.在肺部毛细血管处，血红蛋白由T型向R型转变，实线向虚线2方向偏移 D.剧烈运动时，骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变，有利于肌肉细胞代谢 　（1）结晶牛胰岛素的化学本质是蛋白质。 （2023·浙江6月选考）（　　） （2）蛋白质、脂肪和糖类都可供能。 （2022·重庆高考）（　　） （3）某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白，人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸。 （2022·重庆高考）（　　） （4）高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐具可杀死病原体。 （2020·全国Ⅰ卷）（　　） 提示：完成课后作业　第一单元　第3讲 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲　蛋白质是生命活动的主要承担者 【破考点·抓必备】 考点一 知识梳理夯基 1.􀀁C、H、O、N　􀀂同一个　􀀃R　􀀄非必需氨基酸　􀀅必需氨基酸 2.（1）①几肽　不属于　②—COOH和—NH2　—COOH　③两端　R基 3.􀀁排列顺序　􀀂空间结构　􀀃酶　􀀄血红蛋白　􀀅抗体 概念检测 1.× 2.×　提示：组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是其R基不同。 3.×　提示：脱水缩合形成的多肽中含有几个氨基酸就称为几肽。 4.×　5.× 典题演练应用 1.A　胰岛素作为信息分子能够调节机体的生命活动，A正确；血红蛋白具有运输氧的功能，B错误；酶具有催化功能，C错误；抗体具有免疫功能，D错误。 2.A　大肠杆菌能利用苏氨酸合成异亮氨酸，因此异亮氨酸属于非必需氨基酸，A正确；在培养基中添加苏氨酸不一定能提高L-苏氨酸脱氨酶的活性，在异亮氨酸浓度高时，异亮氨酸与L-苏氨酸脱氨酶结合改变其空间构象，L-苏氨酸脱氨酶活性降低，在这种情况下即使在培养基中添加苏氨酸也不能提高L-苏氨酸脱氨酶的活性，B错误；苏氨酸在大肠杆菌细胞内的主要作用是合成蛋白质，C错误；异亮氨酸的合成是经过一系列酶促反应完成，在不明确异亮氨酸合成障碍发生在哪个环节的情况下，提高L-苏氨酸脱氨酶的活性不一定能缓解大肠杆菌合成异亮氨酸障碍，D错误。 3.A　蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，蛋白质变性一般不会导致肽键断裂，A错误；球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质，其空间结构和性质的改变是不可逆的，因此加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质，C正确；结构决定功能，变性后的蛋白质原有空间结构被破坏导致其生物活性丧失，D正确。 考点二 对点训练 1.C　由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连（30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间为肽键相连），C链的切除需要消耗2分子的水，A正确；由题图可知，胰岛素原是一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确；由题意分析可知，参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少含有81个羧基，C错误；由题图分析可知，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链构成，形成的肽键数是49个，含有3个二硫键，D正确。 2.B　环状肽可能没有游离的氨基和羧基，所以该蛋白质至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A正确；该蛋白质分子至少含有氧原子的数量为（18－1＋2）＋（14－1＋2）＋35＝69（个），B错误；该蛋白质共有肽键（32－2）＋35＝65（个），C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链（32个氨基酸）和一个环状肽（35个氨基酸）组成，且它们之间由二硫键（两个—SH形成—S—S—）相连，则该蛋白质的相对分子质量为（32＋35）×a－（65×18＋2×2）＝67a－1 174，D正确。 3.D　多肽链由14个氨基酸组成，则脱水缩合过程中脱去14－1＝13个水分子。赖氨酸与其他几种氨基酸的不同在于含有14个H原子，2个N原子，其他几种氨基酸含有7个H原子，1个N原子，可根据H原子数目或N原子数目列方程求出赖氨酸数目。设该化合物有m个赖氨酸，其他氨基酸数为（14－m）个，多肽化合物中有b个H，脱水缩合过程中脱去13个水分子即26个H原子，故根据H原子数目可以列出方程：7（14－m）＋14m－13×2＝b，解方程可得：m＝[（b－72）/7]。根据N原子数目列出方程：2m＋（14－m）＝y，解方程可得m＝y－14。无法根据C原子、O原子数目求出赖氨酸数目，D正确。 4.B　分析题图可知，该蛋白质的肽链数为2条，所以与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋白质形成过程中少了126－2＝124分子水，所以少了124个氧原子，A正确；该蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N，可能还有其他元素，B错误；蛋白质中游离羧基数＝肽链数＋R基中含有的羧基数，故构成该蛋白质的氨基酸共有15＋126＝141（个）羧基，C正确；126个氨基酸脱水缩合形成蛋白质时共脱掉124个水分子，所以该蛋白质水解时，需要消耗124分子水，相对分子质量增加124×18＝2 232，D正确。 【研真题·扣教材】 1.B　钙调蛋白是一种能与Ca2＋结合的蛋白质，其合成场所是核糖体，A正确；钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B错误；由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确；钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器，钙调蛋白与Ca2＋结合后，其空间结构可能发生变化，D正确。 2.B　该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同，A错误；氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应后通过肽键连接而成，B正确；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。 3.D　细胞色素c是一种膜蛋白，至少由C、H、O、N四种元素组成，A错误；细胞色素c参与[H]和氧气的结合，增加ATP的合成，但不直接催化ATP合成，B错误；细胞色素c是由104个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体，C错误；细胞色素c在不同物种间具有高度保守性，不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据，亲缘关系越近的生物，细胞色素c的差异越小，D正确。 4.A　由题意可知，R型血红蛋白与氧亲和力更高，血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关，温度下降可促使血红蛋白从T型向R型转变，故体温升高时，血红蛋白由R型向T型转变时，实线向虚线2方向偏移，剧烈运动时，骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸，使血液pH降低，骨骼肌毛细血管处血红蛋白应由R型向T型转变，降低血红蛋白—氧亲和力，便于氧能与血红蛋白分离，为骨骼肌细胞代谢提供氧气，A正确，D错误；R型与氧亲和力远高于T型，在肾脏毛细血管处，血红蛋白应由R型向T型转变，以利于血红蛋白与氧分离，为肾脏细胞代谢供氧，曲线应由实线向虚线2方向偏移；在肺部毛细血管处，血红蛋白应由T型转变为R型，以利于血红蛋白结合更多的氧气，曲线应由实线向虚线1方向偏移，B、C错误。 真题重组练 　（1）√　（2）√ （3）√　提示：组成人体蛋白质的氨基酸分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（13种），该蛋白含有18种氨基酸，故其含有必需氨基酸，而人体无法合成必需氨基酸。 （4）√ 学科网（北京）股份有限公司 $